KR102596266B1 - Partial discharge detecting system - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 부분 방전 검출 시스템은 기준 주파수 신호를 생성하고, 부분 방전 펄스 신호를 검출하며, 검출된 부분 방전 펄스 신호를 부분 방전 디지털 신호로 변환하는 부분 방전 검출 장치와 상기 기준 주파수 신호의 제로 위상 포인트를 기준으로, 상기 부분 방전 디지털 신호를 동기화시키고, 동기화된 부분 방전 디지털 신호로부터 유효 데이터를 추출하고, 추출된 유효 데이터를 저장하는 메인 프로세서 및 상기 부분 방전 검출 장치 및 상기 메인 프로세서에 전원을 공급하는 에너지 하베스팅 전원 공급 장치를 포함할 수 있다.A partial discharge detection system according to an embodiment of the present invention includes a partial discharge detection device for generating a reference frequency signal, detecting a partial discharge pulse signal, and converting the detected partial discharge pulse signal into a partial discharge digital signal, and the reference frequency signal. A main processor for synchronizing the partial discharge digital signal, extracting valid data from the synchronized partial discharge digital signal, and storing the extracted valid data, and the partial discharge detection device and the main processor based on the zero phase point of It may include an energy harvesting power supply that supplies power.
Description
본 발명은 부분 방전을 검출할 수 있는 부분 방출 검출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a partial emission detection system capable of detecting partial discharge.
전력 설비가 노후화 되거나, 전력 설비에 고전압 스트레스가 쌓일 경우, 전선이나 전력설비에서는 부분 방전 등 다양한 현상이 일어나게 된다. When power equipment ages or high voltage stress accumulates in power equipment, various phenomena such as partial discharge occur in wires or power equipment.
이러한 현상은 전력설비 고장의 사전 원인이 되며, 적절한 교체나 수리가 되지 않는다면, 섬락과 같은 전력설비 실패의 원인이 되기도 한다. This phenomenon is a preliminary cause of power equipment failure, and if not properly replaced or repaired, it can also cause power equipment failures such as flashover.
부분방전은 전선이나, 설비 또는 발생 환경에 따라 여러가지 형태로 발생되며, 이를 정확히 측정하기는 어려운 일이다. Partial discharge occurs in various forms depending on the wire, facility, or environment in which it occurs, and it is difficult to measure it accurately.
많은 시도를 통하여 부분방전을 사전에 검출하고 전력설비를 보전하려고 하고 있으나, 현실적으로는 어려운 상황이다. 현재는 많은 업체들이 센서를 이용하여 부분방전을 검출할 수 있는 장비를 제공하고 있으나, 이는 가격이 높고, 사람이 직접 순회 측정 해야 하는 문제점이 있다. Many attempts are being made to detect partial discharge in advance and preserve power facilities, but in reality, it is difficult. Currently, many companies are providing equipment that can detect partial discharge using sensors, but this has the problem of being expensive and requiring a person to manually measure it on a regular basis.
또한, 부분 방전 신호는 광대역 응답 센서를 통하여 고주파의 형태로 센싱 되며, 기존에는 고속 ADC 및 FPGA/DSP/Ext. 메모리 등의 시스템을 적용하여 고속 신호 처리를 진행하는 것이 일반적인 방법이다.In addition, the partial discharge signal is sensed in the form of high frequency through a broadband response sensor, and existing high-speed ADC and FPGA/DSP/Ext. A common method is to perform high-speed signal processing by applying systems such as memory.
또한, Phase 분석의 기준이 되는 60Hz 전기 신호를 별도의 ADC로 입력받아 분석에 적용하고, 센싱 신호는 약 수십 내지 수백 MHz의 주파수를 가지며, 측정 기기는 약 10 내지 100MHz의 신호 샘플링을 통하여 신호 처리한다.In addition, the 60Hz electrical signal, which is the standard for phase analysis, is input through a separate ADC and applied to the analysis. The sensing signal has a frequency of approximately tens to hundreds of MHz, and the measuring device processes the signal through signal sampling of approximately 10 to 100MHz. do.
그러나, 이와 같은 방법은 고속 신호처리는 가능하나, 회로 구성이 복잡하고 고가이며, 처리 data의 양이 많기 때문에 IoT가 제시 하는 LPWAN의 통신 rate로는 처리가 어려운 문제가 있다.
이와 관련된 선행문헌으로는 미국 특허출원공개공보 US2015/0260777호가 있다.However, although this method is capable of high-speed signal processing, the circuit configuration is complex and expensive, and the amount of data to be processed is large, making it difficult to process at the communication rate of LPWAN proposed by IoT.
Prior literature related to this includes US Patent Application Publication No. US2015/0260777.
본 발명은 수 MHz 급의 ADC를 사용하고, 데이터 처리 방식을 연속적에서 간헐적 방식으로 변형하여, 외부 메모리 사용 없이 센싱 데이터를 처리할 수 있는 부분 방전 검출 시스템의 제공을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a partial discharge detection system that can process sensing data without using an external memory by using an ADC of several MHz and changing the data processing method from continuous to intermittent.
본 발명은 IoT(Internet Of Thing) 기술을 접목하여, 해당 위치마다 센서 시스템을 부착하고, 센서 네트워크를 이용하여, 부분 방전을 관리할 수 있는 발명의 제공을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide an invention that can manage partial discharge by incorporating IoT (Internet of Thing) technology, attaching a sensor system to each location, and using a sensor network.
또한, 본 발명은 부분 방전을 측정하는 회로의 단순화 및 부분 방전의 분석 알고리즘을 최적화 할 수 있도록 할 수 있는 것에 그 목적이 있다.Additionally, the purpose of the present invention is to simplify the circuit for measuring partial discharge and optimize the partial discharge analysis algorithm.
본 발명의 실시 예에 따른 부분 방전 검출 시스템은 기준 주파수 신호를 생성하고, 부분 방전 펄스 신호를 검출하며, 검출된 부분 방전 펄스 신호를 부분 방전 디지털 신호로 변환하는 부분 방전 검출 장치와 상기 기준 주파수 신호의 제로 위상 포인트를 기준으로, 상기 부분 방전 디지털 신호를 동기화시키고, 동기화된 부분 방전 디지털 신호로부터 유효 데이터를 추출하고, 추출된 유효 데이터를 저장하는 메인 프로세서 및 상기 부분 방전 검출 장치 및 상기 메인 프로세서에 전원을 공급하는 에너지 하베스팅 전원 공급 장치를 포함할 수 있다.A partial discharge detection system according to an embodiment of the present invention includes a partial discharge detection device for generating a reference frequency signal, detecting a partial discharge pulse signal, and converting the detected partial discharge pulse signal into a partial discharge digital signal, and the reference frequency signal. A main processor for synchronizing the partial discharge digital signal, extracting valid data from the synchronized partial discharge digital signal, and storing the extracted valid data, and the partial discharge detection device and the main processor based on the zero phase point of It may include an energy harvesting power supply that supplies power.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 부분 방전에 대한 유효 데이터만을 저장하므로, 외부 메모리 없이, 낮은 가격으로, 센싱 데이터를 처리할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, since only valid data about partial discharge is stored, sensing data can be processed without external memory and at a low price.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 방전 검출 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 방전 장치의 부분 방전 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 기준 주파수 신호 및 PD 펄스 디지털 신호를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기준 주파수 신호로부터 제로 위상 포인트를 검출하는 예를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기준 주파수 신호와 PD 펄스 디지털 신호를 동기화시키는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 PD 펄스 디지털 신호로부터 한 주기의 단위 PD 디지털 신호를 버퍼링하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 PD 피크 포인트를 검출하기 위해 기준이 되는 기준 전압을 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 기준 전압을 이용하여, PD 피크 포인트를 검출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유효 데이터를 추출하는 과정을 종합적으로 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 부분 방전의 발생을 나타내는 유효 PD 포인트에 대한 정보를 담고 있는 유효 데이터의 구조를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유효 데이터 패킷의 조합을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 방전 검출 센서의 구성을 설명하는 도면이다.
도 13a는 일반적인 자기 센서의 구성을 나타내는 회로도이고, 도 13b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 센서의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 14는 기존의 자기 센서 및 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서 각각에 60Hz의 기준 주파수 신호를 인가 시, Vp-Vn 에서 관측되는 신호의 출력을 비교하는 도면이다.
도 15는 기존의 자기 센서 및 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 센서에 인가되는 고주파 신호의 주파수에 따른 차동 신호(Vp-Vn)의 출력을 비교하는 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 기존의 자기 센서를 이용할 시, 고주파 부분 방전 신호 및 60Hz 기준 주파수 신호의 출력 결과를 보여주는 도면이다.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 센서를 이용할 시, 고주파 부분 방전 신호 및 60Hz 기준 주파수 신호의 출력 결과를 보여주는 도면이다.
도 18a는 보이드 부분 방전 파형에 일반적으로 적용되는 고주파 전류 트랜스포머(High Frequency Current Transformer, HFCT) 센서를 이용할 시와 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서를 이용하여, 획득한 파형을 비교하는 도면이다.
도 18b는 코로나 부분 방전 파형의 검출에 일반적으로 적용되는 고주파 전류 트랜스포머 센서를 이용할 시와 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서를 이용하여, 획득한 파형을 비교하는 도면이다.1 is a block diagram for explaining the configuration of a partial discharge detection system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart for explaining a partial discharge detection method of a partial discharge device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram explaining a reference frequency signal and a PD pulse digital signal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of detecting a zero phase point from a reference frequency signal according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram illustrating a process of synchronizing a reference frequency signal and a PD pulse digital signal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of buffering a unit PD digital signal of one period from a PD pulse digital signal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating the reference voltage that serves as a reference for detecting the PD peak point according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating the PD peak point using the reference voltage according to an embodiment of the present invention. This is a diagram explaining the detection process.
Figure 9 is a diagram comprehensively explaining the process of extracting valid data according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating the structure of effective data containing information on effective PD points indicating the occurrence of partial discharge according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a diagram explaining a combination of valid data packets according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram explaining the configuration of a partial discharge detection sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13A is a circuit diagram showing the configuration of a general magnetic sensor, and FIG. 13B is a circuit diagram showing the configuration of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a diagram comparing the output of the signal observed at Vp-Vn when a reference frequency signal of 60Hz is applied to each of the existing magnetic sensor and the magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a diagram comparing the output of differential signals (Vp-Vn) according to the frequency of a high-frequency signal applied to a conventional magnetic sensor and a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
Figures 16a and 16b are diagrams showing output results of a high-frequency partial discharge signal and a 60Hz reference frequency signal when using an existing magnetic sensor.
Figures 17a and 17b are diagrams showing output results of a high-frequency partial discharge signal and a 60Hz reference frequency signal when using a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 18a is a diagram comparing waveforms obtained when using a high frequency current transformer (HFCT) sensor, which is generally applied to void partial discharge waveforms, and when using a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 18b is a diagram comparing waveforms obtained when using a high-frequency current transformer sensor generally applied to detect corona partial discharge waveforms and when using a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments related to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 방전 검출 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining the configuration of a partial discharge detection system according to an embodiment of the present invention.
이하의 실시 예에 따른 부분 방전 검출 시스템(100)은 배전 설비에 장착될 수 있다.The partial
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 방전 검출 시스템 (100)는 에너지 하베스팅 전원 공급부(110), 전원 관리 장치(120), 부분 방전 검출장치(130), 무선 통신 장치(140) 및 메인 프로세서(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the partial
에너지 하베스팅 전원 공급 장치(110)는 부분 방전 검출 시스템(100)의 내부 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.The energy harvesting
에너지 하베스팅 전원 공급 장치(110)는 솔라셀(111), 전력 변환부(113) 및 2차 배터리(115)를 포함할 수 있다.The energy harvesting
솔라셀(111)은 태양 전지 어레이를 포함할 수 있고, 태양 에너지를 흡수할 수 있다.The
전력 변환부(113)는 솔라셀(111)에서 흡수한 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.The
2차 배터리(115)는 변환된 전기 에너지를 저장할 수 있다.The secondary battery 115 can store the converted electrical energy.
전원 관리 장치(120)는 부분 방전 검출 시스템(100)의 전원 상태를 관리할 수 있다.The
전원 관리 장치(120)는 전원 모니터링부(121) 및 전원 컨트롤러(123)를 포함할 수 있다.The
전원 모니터링부(121)는 2차 배터리(115)의 충전 잔량 값을 모니터링 할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 전원 모니터링부(121)에서 모니터링된 2차 배터리(115)의 충전 잔량 값을 무선 통신 장치(140)를 통해 주기적으로, 관리 서버에 전송할 수 있다.The
전원 컨트롤러(123)는 메인 프로세서(150)의 제어에 따라 주기적으로 부분 방전 검출 장치(130) 및 무선 통신 장치(140)의 동작을 활성화 또는 비활성화시킬 수 있다.The
본 발명의 실시 예에 따른 부분 방전 검출 시스템(100)은 에너지 하베스팅 방식을 적용하기 때문에, 저전력 구동이 필요하며, Sleep / Wake-up 형태를 통해 소비전력을 감소시킬 수 있다.Since the partial
부분 방전 검출 장치(130)는 부분 방전 신호를 검출하고, 검출된 부분 방전 신호를 메인 프로세서(150)에 전송할 수 있다.The partial
부분 방전 검출 장치(130)는 부분 방전 검출 센서(131), 기준 신호 수신부(133) 및 아날로그 신호 처리부(135)를 포함할 수 있다.The partial
부분 방전 검출 센서(131)는 부분 방전(Partial Discharge, PD) 펄스 신호를 생성하고, 생성된 PD 펄스 신호를 아날로그 신호 처리부(135)에 전송할 수 있다.The partial
기준 신호 수신부(133)는 PD 펄스 신호와 동기화 시키기 위한 기준 주파수 신호를 생성하여, 생성된 기준 주파수 신호를 아날로그 신호 처리부(135)에 전송할 수 있다.The
아날로그 신호 처리부(135)는 PD 펄스 신호를 PD 펄스 디지털 신호로 변환할 수 있다.The
무선 통신 장치(140)는 외부 관리 서버 또는 부분 방전 분석 시스템과 무선으로 통신할 수 있다.The
무선 통신 장치(140)는 저 전력 원거리 네트워크 규격(Low Power Wide Area Network)을 통해 2차 배터리(115)의 전원 상태 정보를 외부 관리 서버에 전송할 수 있다.The
또한, 무선 통신 장치(140)는 저 전력 원거리 네트워크 규격(Low Power Wide Area Network)을 통해 부분 방전에 대한 정보를 담고 있는 유효 데이터 패킷을 부분 방전 분석 시스템 또는 외부 관리 서버에 전송할 수 있다.Additionally, the
메인 프로세서(150)는 부분 방전 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 부분 방전(Partial Discharge, PD) 검출 센서(이하, PD 검출 센서, 131)를 활성화시키고, 기준 주파수 신호를 아날로그 신호 처리부(135)에 입력할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호의 제로 위상 포인트들을 검출할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 검출된 제로 위상 포인트들을 기준으로, 기준 주파수 신호를 PD 펄스 디지털 신호와 동기화 시킬 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 동기화된 PD 펄스 디지털 신호의 한 주기 단위 PD 디지털 신호를 버퍼링할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 버퍼링된 한 주기의 단위 PD 디지털 신호로부터 노이즈를 고려한, 유효 데이터의 검출을 위한 기준 전압을 획득할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 획득된 기준 전압을 이용하여, 단위 PD 디지털 신호에 포함된 복수의 PD 포인트들로부터, PD 피크 포인트를 추출할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 검출된 PD 피크 포인트들에 대한 정보를 담고 있는 유효 데이터를 추출할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 PRPD 분석 기법에 필요한 기준 횟수의 PD 펄스 신호 주기가 확보되었는지를 판단할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 PRPD 기법에 필요한 기준 횟수의 PD 펄스 신호 주기가 확보된 경우, 유효 데이터의 조합인 유효 데이터 패킷을 외부 관리 서버 또는 부분 방전 분석 시스템에 전송할 수 있다.When the standard number of PD pulse signal cycles required for the PRPD technique is secured, the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 방전 장치의 부분 방전 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 2 is a flowchart for explaining a partial discharge detection method of a partial discharge device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 메인 프로세서(150)는 부분 방전(Partial Discharge, PD) 검출 센서(이하, PD 검출 센서, 131)를 활성화시키고, 기준 주파수 신호를 아날로그 신호 처리부(135)에 입력한다(S201).
Referring to FIG. 2, the
일 실시 예에서 PD 검출 센서(131)가 활성화됨에 따라 PD 검출 센서(131)는 PD 펄스 신호를 생성하여, 생성된 PD 펄스 신호를 아날로그 신호 처리부(135)에 전달할 수 있다.In one embodiment, as the
또한, 기준 신호 생성부(133)는 기준 주파수 신호를 생성하여, 생성된 기준 주파수 신호를 아날로그 신호 처리부(135)에 전달할 수 있다.Additionally, the
또 다른 실시 예에서, 기준 신호 생성부(133)는 외부로부터 기준 주파수 신호를 수신하여, 수신된 기준 주파수 신호를 아날로그 신호 처리부(135)에 전달할 수도 있다.In another embodiment, the
일 실시 예에서, 기준 주파수 신호는 60Hz의 주파수를 갖는 주파수 신호일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.In one embodiment, the reference frequency signal may be a frequency signal with a frequency of 60 Hz, but this is only an example.
기준 주파수 신호는 위상 정보의 기준이 되는 주파수 신호일 수 있다.The reference frequency signal may be a frequency signal that serves as a reference for phase information.
부분 방전 검출부(130)의 아날로그 신호 처리부(135)는 기준 주파수 신호 및 부분 방전 펄스 신호(PD 펄스 신호)를 분리하여, 분리된 PD 펄스 신호를 PD 펄스 디지털 신호로 변환한다(S203).The analog
이에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.This will be explained with reference to FIG. 3 .
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 기준 주파수 신호 및 PD 펄스 디지털 신호를 설명하는 도면이다.Figure 3 is a diagram explaining a reference frequency signal and a PD pulse digital signal according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 60Hz의 기준 주파수 신호(310) 및 PD 펄스 신호를 ADC(아날로그 디지털 변환) 처리한, PD 펄스 디지털 신호(330)가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, a PD pulse digital signal 330 obtained by ADC (analog-to-digital conversion) processing of a
다시 도 2를 설명한다.Figure 2 will be described again.
메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호의 제로 위상 포인트들을 검출한다(S205).The
제로 위상 포인트에 대해서는 도 4를 참조하여, 설명한다.The zero phase point will be described with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기준 주파수 신호로부터 제로 위상 포인트를 검출하는 예를 설명하는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an example of detecting a zero phase point from a reference frequency signal according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호(310)로부터 위상이 0인 제로 위상 포인트(311)를 검출할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호(310)로부터 하나 이상의 제로 위상 포인트들을 검출할 수 있다. 제로 위상 포인트는 추후, PD 펄스 디지털 신호와 기준 주파수 신호를 동기화하는데 사용될 수 있다.
다시 도 2를 설명한다.Figure 2 will be described again.
메인 프로세서(150)는 검출된 제로 위상 포인트들을 기준으로, 기준 주파수 신호를 PD 펄스 디지털 신호와 동기화 시킨다(S207).The
일 실시 예에서, 메인 프로세서(150)는 PRPD(Phase Resolved Partial Discharge) 기법을 이용하여, 부분 방전 신호를 검출하기 위해, 제로 위상 포인트들을 기준으로, 기준 주파수 신호를 PD 펄스 디지털 신호와 동기화시킬 수 있다.In one embodiment, the
PRPD 기법은 부분 방전 신호가 주기적으로 동일한 위상에서 발생되는 패턴을 분석하는 기법일 수 있다.The PRPD technique may be a technique for analyzing patterns in which partial discharge signals are periodically generated in the same phase.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기준 주파수 신호와 PD 펄스 디지털 신호를 동기화시키는 과정을 설명하는 도면이다.Figure 5 is a diagram illustrating a process of synchronizing a reference frequency signal and a PD pulse digital signal according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호(310)의 제로 위상 포인트(311)를 기준으로, 기준 주파수 신호(310)와 PD 펄스 디지털 신호(330)를 동기화시킬 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
동기화의 이유는, 주기적으로 동일한 위상에서 부분 방전 신호가 발생되는 패턴을 검출하기 위함이다.The reason for synchronization is to detect a pattern in which partial discharge signals are periodically generated in the same phase.
다시 도 2를 설명한다.Figure 2 will be described again.
메인 프로세서(150)는 동기화된 PD 펄스 디지털 신호의 한 주기 단위 PD 디지털 신호를 버퍼링한다(S209).The
일 실시 예에서, 메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호와 동기화된 PD 펄스 디지털 신호의 한 주기에 대응하는 단위 PD 디지털 신호를 버퍼링 할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 한 주기의 단위 PD 디지털 신호를 버퍼링하는 것은 한 주기의 디지털 데이터를 임시로 저장하는 작업을 나타낼 수 있다.In one embodiment, buffering a unit PD digital signal of one cycle may represent an operation of temporarily storing digital data of one cycle.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 PD 펄스 디지털 신호로부터 한 주기의 단위 PD 디지털 신호를 버퍼링하는 과정을 설명하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a process of buffering a unit PD digital signal of one period from a PD pulse digital signal according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호와 동기화된 PD 펄스 디지털 신호(330)로부터 제로 위상 포인트를 기준으로 한 주기 동안의 단위 PD 디지털 신호(600)를 버퍼링할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
다시 도 2를 설명한다.Figure 2 will be described again.
메인 프로세서(150)는 버퍼링된 한 주기의 단위 PD 디지털 신호로부터 노이즈를 고려한, 유효 데이터의 검출을 위한 기준 전압을 획득한다(S211).The
일 실시 예에서, 기준 전압은 한 주기의 단위 PD 디지털 신호로부터 부분 방전에 대한 정보를 담고 있는 PD 피크 포인트를 검출하기 위해 사용되는 전압일 수 있다.In one embodiment, the reference voltage may be a voltage used to detect a PD peak point containing information about partial discharge from a unit PD digital signal of one cycle.
기준 전압은 미리 설정된 전압일 수 있다.The reference voltage may be a preset voltage.
메인 프로세서(150)는 획득된 기준 전압을 이용하여, 단위 PD 디지털 신호에 포함된 복수의 PD 포인트들로부터, PD 피크 포인트를 추출한다(S213).The
이에 대해서는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.This will be explained with reference to FIGS. 7 and 8.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 PD 피크 포인트를 검출하기 위해 기준이 되는 기준 전압을 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 기준 전압을 이용하여, PD 피크 포인트를 검출하는 과정을 설명하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating the reference voltage that serves as a reference for detecting the PD peak point according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating the PD peak point using the reference voltage according to an embodiment of the present invention. This is a diagram explaining the detection process.
도 7을 참조하면, 메인 프로세서(150)는 PD 피크 포인트를 검출하기 위해 기준이 되는 기준 전압을 설정할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
그 후, 메인 프로세서(150)는 도 8에 도시된 바와 같이, 한 주기의 PD 디지털 데이터(600)로부터, 기준 전압을 초과하는 PD 피크 포인트(800)를 추출할 수 있다.Afterwards, as shown in FIG. 8, the
PD 피크 포인트(800)는 피크 전압 및 피크 전압에 대응하는 위상에 대한 정보를 포함할 수 있다.PD peak point 800 may include information about the peak voltage and the phase corresponding to the peak voltage.
다시 도 2를 설명한다.Figure 2 will be described again.
메인 프로세서(150)는 검출된 PD 피크 포인트들에 대한 정보를 담고 있는 유효 데이터를 추출한다(S215).The
일 실시 예에서, 메인 프로세서(150)는 유효 데이터는 PD 피크 포인트로부터 추출된 데이터로, PD 피크 포인트의 피크 전압과 위상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
이하에서는, 단계 S205 내지 단계 S215의 과정을 종합적으로 설명한다.Below, the processes of steps S205 to S215 will be comprehensively described.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유효 데이터를 추출하는 과정을 종합적으로 설명하는 도면이다.Figure 9 is a diagram comprehensively explaining the process of extracting valid data according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호(310)로부터 제로 위상 포인트(311)를 검출할 수 있다. 제로 위상 포인트(311)는 음의 위상에서, 양의 위상으로 변하는 변곡점에 대응하는 지점일 수 있다.Referring to FIG. 9 , the
또한, 메인 프로세서(150)는 기준 주파수 신호(310)에 기반하여, PD 펄스 디지털 신호와 동기화를 위한 시작점을 추출할 수 있다.Additionally, the
메인 프로세서(150)는 추출된 시작점을 PD 펄스 디지털 신호와 동기화 하기 위해 공용으로 활용 가능한 시스템 클럭 정보로 변환할 수 있다.The
그 후, 메인 프로세서(150)는 주기마다 반복되는 시작점에 대응하는 시스템 클럭(901)에 맞춰, 1 주기에 대응하는 단위 PD 디지털 신호를 추출한다.Afterwards, the
메인 프로세서(150)는 1 주기에 대응하는 PD 디지털 데이터로부터 40000개의 PD 포인트들을 샘플링할 수 있다. 여기서, 40000개는 예시에 불과한 수치이다.The
메인 프로세서(150)는 복수의 PD 포인트들 각각을 신호 처리하여, 처리 결과로부터 복수의 PD 포인트들 각각에 대한 전압의 크기와 위상을 획득할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 복수의 PD 포인트(910)들 중 전압의 크기가 기준 전압을 초과하는 PD 포인트만을 유효 PD 포인트(930)로 추출하고, 추출된 유효 PD 포인트(930)에 대한 데이터를 저장할 수 있다.The
2.4MHz 샘플링 레이트로 확보된 PD 펄스 디지털 데이터는 60Hz의 기준 주파수 신호 1주기를 기준으로, 40000개의 PD 포인트들만큼의 데이터가 저장되어야 한다.PD pulse digital data secured at a 2.4MHz sampling rate must store data equivalent to 40,000 PD points based on one cycle of a reference frequency signal of 60Hz.
100 주기의 PD 펄스 디지털 데이터를 처리할 경우, 이를 저장하기 위해서는 추가 외장 메모리가 필요할 정도로 과도한 메모리 요구 사항이 발생될 수 있다.When processing PD pulse digital data of 100 cycles, excessive memory requirements may occur to the extent that additional external memory is needed to store it.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이를 방지하기 위해, 메인 프로세서(150)는 매번 1 주기만큼의 단위 PD 디지털 신호를 동기화하여, 유효한 PD 포인트에 대한 데이터만을 저장하고, 주기 마다 이러한 작업을 반복 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in order to prevent this, the
이에 따라, 100 주기 동안의 PD 펄스 디지털 데이터를 분석할 때, 필요한 메모리의 용량은 1/100로 줄어들어, 큰 용량의 외장 메모리 없이, 메모리 용량을 최소화할 수 있다.Accordingly, when analyzing PD pulse digital data for 100 cycles, the required memory capacity is reduced to 1/100, making it possible to minimize memory capacity without the need for a large capacity external memory.
한편, 유효 PD 포인트(930)에 대한 유효 데이터는 도 10과 같은 형식으로 압축되어, 전송될 수 있다.Meanwhile, valid data for the
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 부분 방전의 발생을 나타내는 유효 PD 포인트에 대한 정보를 담고 있는 유효 데이터의 구조를 설명하는 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating the structure of effective data containing information on effective PD points indicating the occurrence of partial discharge according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 유효 데이터(1000)는 주기 정보(1010), 위상 정보(1030) 및 크기 정보(1050)를 담고 있다.Referring to FIG. 10,
주기 정보(1010)는 해당 유효 데이터가 몇 번째 주기인지를 나타내는 정보를 포함한다.
위상 정보(1030)는 유효 PD 포인트(930)로부터 검출된 위상을 나타내는 정보를 포함한다.
크기 정보(1050)는 유효 PD 포인트(930)로부터 검출된 전압의 크기를 나타내는 정보를 포함한다.The
메인 프로세서(150)는 주기 정보(1010), 위상 정보(1030) 및 크기 정보(105)를 압축하여, 유효 데이터(1000)를 생성할 수 있다.The
메인 프로세서(150)는 유효 데이터(1000)의 조합을 패킷화하여, 무선 통신 장치(140)를 통해 외부 시스템에 전송할 수 있다.The
다시 도 2를 설명한다.Figure 2 will be described again.
메인 프로세서(150)는 PRPD 분석 기법에 필요한 기준 횟수의 PD 펄스 신호 주기가 확보되었는지를 판단한다(S217).The
기준 횟수는 PRPD 기법을 통해 유효 데이터를 분석하여, 부분 방전을 검출하는데 필요한 횟수일 수 있다. The reference number may be the number of times necessary to detect partial discharge by analyzing valid data through the PRPD technique.
일 실시 예에서 기준 횟수는 100 주기일 수 있으나, 이는 예시에 불과한 수치이다.In one embodiment, the standard number may be 100 cycles, but this is only an example.
메인 프로세서(150)는 PRPD 기법에 필요한 기준 횟수의 PD 펄스 신호 주기가 확보된 경우, 유효 데이터의 조합인 유효 데이터 패킷을 외부에 전송한다(S219).When the standard number of PD pulse signal cycles required for the PRPD technique is secured, the
일 실시 예에서, 메인 프로세서(150)는 유효 데이터의 조합인 유효 데이터 패킷을 무선 통신 장치(140)를 통해 PD 분석 시스템으로 전송할 수 있다.In one embodiment, the
예를 들어, 유효 데이터 패킷은 100주기 동안 수집된 100개의 유효 데이터의 조합일 수 있다.For example, a valid data packet may be a combination of 100 valid data collected over 100 cycles.
이에 대해서는, 도 11을 참조하여 설명한다.This will be explained with reference to FIG. 11 .
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유효 데이터 패킷의 조합을 설명하는 도면이다.Figure 11 is a diagram explaining a combination of valid data packets according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 유효 데이터 패킷(1100)은 복수의 유효 데이터들(1100-1 내지 1100-n)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, a
각 유효 데이터는 주기 정보, 해당 주기에서 샘플링된 PD 피크 포인트의 위상 정보, 해당 주기에서 샘플링된 PD 피크 포인트의 크기 정보를 포함할 수 있다.Each valid data may include period information, phase information of the PD peak point sampled in the corresponding period, and size information of the PD peak point sampled in the corresponding period.
메인 프로세서(150)는 무선 통신 장치(140)를 통해 유효 데이터 패킷(1100)을 PD 분석 시스템으로 전송할 수 있다.The
이와 같이, PD 센싱 데이터를 유효 데이터들의 배열로 압축하면, 기존 고속 유선 전송을 사용하던 방식에서, 저전력 센서 네트워크로 데이터 전송이 가능해질 수 있다.In this way, if PD sensing data is compressed into an array of valid data, data can be transmitted through a low-power sensor network in a way that uses existing high-speed wired transmission.
다시, 도 2를 설명한다.Again, Fig. 2 will be described.
그 후, 메인 프로세서(150)는 PD 검출 센서(131)를 비 활성화시킨다(S221).Afterwards, the
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 방전 검출 센서의 구성을 설명하는 도면이다.Figure 12 is a diagram explaining the configuration of a partial discharge detection sensor according to an embodiment of the present invention.
도 12에 따른 부분 방전 검출 센서(1200)는 도 1에 도시된 부분 방전 검출 센서(131)로 대체될 수 있다.The partial
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 방전 검출 센서(1200)는 자기 센서(1201), 증폭기(1203), 고역 통과 필터(1205), 저역 통과 필터(1207) 및 로그 앰프(1209)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the partial
자기 센서(1201)는 부분 방전 펄스 신호 및 상 전류 신호를 센싱할 수 있다.The
자기 센서(1201)는 풀 브릿지(full bridge) 또는 하프 브릿지(half bridge) 형태로 구성될 수 있다.The
증폭기(1203)는 자기 센서(1201)에서 출력된 부분 방전 펄스 신호 및 상 전류 신호를 증폭할 수 있다.The
증폭기(1203)는 차등 증폭기가 사용될 수 있다.
고역 통과 필터(1205)는 부분 방전 펄스 신호로부터 노이즈 신호를 제거할 수 있다.The high-
저역 통과 필터(1207)는 기준 주파수 신호를 통과시키기 위한 필터일 수 있다.The low-
로그 앰프(1209)는 고역 통과 필터(1205)로부터 통과된 부분 방전 펄스 신호를 이용하여, 부분 방전의 발생 여부 및 부분 방전의 발생 정도를 판단할 수 있다.The
도 13a는 일반적인 자기 센서의 구성을 나타내는 회로도이고, 도 13b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 센서의 구성을 나타내는 회로도이다.FIG. 13A is a circuit diagram showing the configuration of a general magnetic sensor, and FIG. 13B is a circuit diagram showing the configuration of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
도 13a를 참조하면, 기존의 자기 센서(1310)는 자기장 크기에 따른 180도 위상 차이가 나는 전자기 신호를 Vp 단자와 Vn 단자를 통해 출력한다.Referring to FIG. 13A, the existing magnetic sensor 1310 outputs an electromagnetic signal with a phase difference of 180 degrees according to the size of the magnetic field through the Vp terminal and the Vn terminal.
그러나, 기존의 자기 센서(1310)는 유입되는 고주파 전자기 신호에 대한 반응 및 Vp 또는 Vn의 출력 특성이 좋지 않다.However, the existing magnetic sensor 1310 has poor response to incoming high-frequency electromagnetic signals and poor Vp or Vn output characteristics.
도 13b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서(1330)는 자기 센서(1330)에서 발생되는 자기장에 영향을 주지 않으면서, Vn 혹은 Vp와 Vn 간의 차이에서 고주파 부분 방전 신호를 손실 없게 출력하도록 2개의 커패시터(C1, C2)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13b, the
제1 커패시터(C1)는 Vp 단자에 연결될 수 있고, 제2 커패시터(C2)는 Vn 단자에 연결될 수 있다.The first capacitor C1 may be connected to the Vp terminal, and the second capacitor C2 may be connected to the Vn terminal.
또한, 자기 센서(1330)는 고주파의 부분 방전 신호가 손실 없이 유입되는 동시에, 직류 전원(Vs)과 상호 간섭되지 않도록, 커패시터(C3)와 인덕터(L1)를 포함할 수 있다.Additionally, the
또한, 부분 방전 신호의 유입 단자에는 부분 방전 신호의 수신 감도를 높이기 위해, 넓은 면적의 패드가 부착될 수 있다.Additionally, a pad with a large area may be attached to the inlet terminal of the partial discharge signal to increase the reception sensitivity of the partial discharge signal.
도 14는 기존의 자기 센서 및 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서 각각에 60Hz의 기준 주파수 신호를 인가 시, Vp-Vn 에서 관측되는 신호의 출력을 비교하는 도면이다.Figure 14 is a diagram comparing the output of the signal observed at Vp-Vn when a reference frequency signal of 60Hz is applied to each of the existing magnetic sensor and the magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
60Hz의 기준 주파수 신호는 60Hz의 주파수를 갖는 교류 전류 신호일 수 있다.The reference frequency signal of 60Hz may be an alternating current signal with a frequency of 60Hz.
도 14를 참조하면, 기존의 자기 센서(1310) 및 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서(1330) 각각에 60Hz의 기준 주파수 신호를 인가 시, Vp-Vn 에서 관측되는 신호는 동일한 파형(1400)을 가질 수 있다(즉, 중첩되어 있음). Referring to FIG. 14, when a reference frequency signal of 60 Hz is applied to each of the existing magnetic sensor 1310 and the
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서(1330)는 기준 주파수 신호의 출력에 있어, 동일한 성능을 갖는다.That is, the
도 15는 기존의 자기 센서 및 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 센서에 인가되는 고주파 신호의 주파수에 따른 차동 신호(Vp-Vn)의 출력을 비교하는 도면이다.Figure 15 is a diagram comparing the output of differential signals (Vp-Vn) according to the frequency of a high-frequency signal applied to a conventional magnetic sensor and a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 기존의 자기 센서(1310)의 단자(1311)에 인가되는 고주파 신호의 주파수에 따른 제1 차동 출력 신호(1510) 및 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서(1330)의 PD 입력 단자(1331)에 인가되는 고주파 신호의 주파수에 따른 제2 차동 출력 신호(1530)가 도시되어 있다.Referring to FIG. 15, the first differential output signal 1510 according to the frequency of the high-frequency signal applied to the terminal 1311 of the existing magnetic sensor 1310 and the PD of the
각 단자에 인가되는 고주파 신호는 부분 방전 신호일 수 있다.The high frequency signal applied to each terminal may be a partial discharge signal.
제2 차동 출력 신호(1530)는 제1 차동 출력 신호(1510)에 비해, 1MHz 이상의 고주파 신호에 대해 좋은 응답 특성을 갖는다.Compared to the first differential output signal 1510, the second
또한, cut-off 주파수는 자기 센서(1330)의 저항과 추가로 장착된 커패시터들(C1, C2)의 크기로 조절될 수 있다. Cut-off 주파수는 최대 출력 전압의 70%가 되는 되는 전압에 대응되는 주파수 일 수 있다. 도 15에서 cut-off 주파수는 1MHz일 수 있다.Additionally, the cut-off frequency can be adjusted by the resistance of the
도 16a 및 도 16b는 기존의 자기 센서를 이용할 시, 고주파 부분 방전 신호 및 60Hz 기준 주파수 신호의 출력 결과를 보여주는 도면이다.Figures 16a and 16b are diagrams showing output results of a high-frequency partial discharge signal and a 60Hz reference frequency signal when using an existing magnetic sensor.
도 16a는 기존 자기 센서(1310)의 Vp 단자 및 Vn 단자에서 출력된 주파수 응답 특성 파형(1600)을 보여준다. Vp 단자 및 Vn 단자에서 출력된 주파수 응답 특성 파형(1600)은 동일한 파형을 가지므로, 중첩되어 표현되어 있다.Figure 16a shows the frequency response
도 16b를 참조하면, 기존의 자기 센서(1310)의 Vp 단자에서 출력된 제1 파형(1610), Vn 단자에서 출력된 제2 파형(1620), 차동 단자에서 출력된 제3 파형(1630)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 16b, the
도 16b를 참조하면, 제1 파형(1610)에는 제1 부분 방전 신호(1611)가 제2 파형(1620)에는 제2 부분 방전 신호(1621)가 실려 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 16B, it can be seen that the
차동 단자에서 출력된 제3 파형(1630)을 보면, 고주파 부분 방전 신호는 차동 신호에 의해 모두 상쇄되어 출력되지 못한다.Looking at the
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 센서를 이용할 시, 고주파 부분 방전 신호 및 60Hz 기준 주파수 신호의 출력 결과를 보여주는 도면이다.Figures 17a and 17b are diagrams showing output results of a high-frequency partial discharge signal and a 60Hz reference frequency signal when using a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
도 17a는 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서(1330)의 Vp 단자에서 출력된 주파수 응답 특성 파형(1701) 및 Vn 단자에서 출력된 주파수 응답 특성 파형(1703)을 보여준다. Figure 17a shows the frequency response
도 17b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서(1330)의 Vp 단자에서 출력된 제1 파형(1710), Vn 단자에서 출력된 제2 파형(1720), 차동 단자에서 출력된 제3 파형(1730)이 도시되어 있다.Referring to Figure 17b, the
제1 파형(1710)에는 부분 방전 신호가 실려있지 않고, 제2 파형(1720)에만 부분 방전 신호가 실려 있음을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the
차동 단자에서 출력된 제3 파형(1730)을 보면, 부분 방전 신호(1731)가 실려 있음을 확인할 수 있다.Looking at the third waveform 1730 output from the differential terminal, it can be confirmed that the
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서(1330)를 이용할 경우, 차동 단자에서 기존의 자기 센서(1310)와는 달리 고주파 부분 방전 신호가 검출될 수 있다.That is, when using the
도 18a는 보이드 부분 방전 파형에 일반적으로 적용되는 고주파 전류 트랜스포머(High Frequency Current Transformer, HFCT) 센서를 이용할 시와 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서를 이용하여, 획득한 파형을 비교하는 도면이다.Figure 18a is a diagram comparing waveforms obtained when using a high frequency current transformer (HFCT) sensor, which is generally applied to void partial discharge waveforms, and when using a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
도 18a를 참조하면, 보이드 방전 시료를 이용하여, 얻어진 부분 방전 파형은 본 발명의 자기 센서를 이용한 경우나, HFCT 센서를 이용한 경우와 동일한 패턴을 가짐을 확인할 수 있다.Referring to Figure 18a, it can be seen that the partial discharge waveform obtained using the void discharge sample has the same pattern as when using the magnetic sensor of the present invention or when using the HFCT sensor.
도 18b는 코로나 부분 방전 파형의 검출에 일반적으로 적용되는 고주파 전류 트랜스포머 센서를 이용할 시와 본 발명의 실시 예에 따른 자기 센서를 이용하여, 획득한 파형을 비교하는 도면이다.Figure 18b is a diagram comparing waveforms obtained when using a high-frequency current transformer sensor generally applied to detect corona partial discharge waveforms and when using a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.
도 18b를 참조하면, 코로나 방전 시료를 이용하여, 얻어진 부분 방전 파형은 본 발명의 자기 센서를 이용한 경우나, HFCT 센서를 이용한 경우와 동일한 패턴을 가짐을 확인할 수 있다.Referring to Figure 18b, it can be seen that the partial discharge waveform obtained using the corona discharge sample has the same pattern as when using the magnetic sensor of the present invention or when using the HFCT sensor.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. The present invention described above can be implemented as computer-readable code on a program-recorded medium. Computer-readable media includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고, 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in any respect, but should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
기준 주파수 신호를 생성하고, 부분 방전 펄스 신호를 검출하며, 검출된 부분 방전 펄스 신호를 부분 방전 디지털 신호로 변환하는 부분 방전 검출 장치;
상기 기준 주파수 신호의 제로 위상 포인트를 기준으로, 상기 부분 방전 디지털 신호를 동기화시키고, 동기화된 부분 방전 디지털 신호로부터 유효 데이터를 추출하고, 추출된 유효 데이터를 저장하는 메인 프로세서; 및
상기 부분 방전 검출 장치 및 상기 메인 프로세서에 전원을 공급하는 에너지 하베스팅 전원 공급 장치를 포함하고,
상기 메인 프로세서는
상기 동기화된 부분 방전 디지털 신호로부터 1 주기 단위의 단위 부분 방전 디지털 신호를 버퍼링하고,
버퍼링된 단위 부분 방전 디지털 신호로부터 기준 전압을 초과하는 부분 방전 피크 포인트를 추출하고,
추출된 부분 방전 피크 포인트로부터 상기 유효 데이터를 추출하는
부분 방전 검출 시스템.In the partial discharge detection system,
A partial discharge detection device that generates a reference frequency signal, detects a partial discharge pulse signal, and converts the detected partial discharge pulse signal into a partial discharge digital signal;
a main processor that synchronizes the partial discharge digital signal based on the zero phase point of the reference frequency signal, extracts valid data from the synchronized partial discharge digital signal, and stores the extracted valid data; and
Comprising an energy harvesting power supply that supplies power to the partial discharge detection device and the main processor,
The main processor is
Buffering a unit partial discharge digital signal of one cycle from the synchronized partial discharge digital signal,
Extract the partial discharge peak point exceeding the reference voltage from the buffered unit partial discharge digital signal,
Extracting the effective data from the extracted partial discharge peak point
Partial discharge detection system.
상기 유효 데이터는
상기 부분 방전 피크 포인트에 대응하는 주기 정보, 전압 크기 정보 및 위상 정보를 포함하는
부분 방전 검출 시스템.According to paragraph 1,
The above valid data is
Containing period information, voltage magnitude information, and phase information corresponding to the partial discharge peak point.
Partial discharge detection system.
상기 메인 프로세서는
기준 횟수의 부분 방전 펄스 신호 주기가 확보되었는지를 판단하고, 확보된 경우, 상기 유효 데이터의 조합인 유효 데이터 패킷을 생성하는
부분 방전 검출 시스템.According to paragraph 3,
The main processor is
Determining whether a reference number of partial discharge pulse signal periods has been secured, and if secured, generating a valid data packet that is a combination of the valid data
Partial discharge detection system.
상기 유효 데이터 패킷은
복수의 부분 방전 피크 포인트들 각각에 대한 유효 데이터의 배열을 포함하는
부분 방전 검출 시스템.According to paragraph 4,
The valid data packet is
Containing an array of valid data for each of a plurality of partial discharge peak points
Partial discharge detection system.
상기 부분 방전 검출 시스템은
상기 유효 데이터 패킷을 부분 방전 분석 시스템에 전송하는 무선 통신 장치를 더 포함하는
부분 방전 검출 시스템.According to clause 5,
The partial discharge detection system is
Further comprising a wireless communication device for transmitting the valid data packet to the partial discharge analysis system.
Partial discharge detection system.
상기 무선 통신 장치는 저 전력 원거리 네트워크 규격을 이용하여, 상기 유효 데이터 패킷을 상기 부분 방전 분석 시스템에 전송하는
부분 방전 검출 시스템.According to clause 6,
The wireless communication device transmits the valid data packet to the partial discharge analysis system using a low-power long-distance network standard.
Partial discharge detection system.
상기 부분 방전 검출 장치는
상기 기준 주파수 신호를 생성하는 기준 신호 생성부;
상기 부분 방전 펄스 신호를 검출하는 부분 방전 검출 센서; 및
상기 부분 방전 펄스 신호를 상기 부분 방전 디지털 신호로 변환하는 아날로그 신호 처리부를 포함하는
부분 방전 검출 시스템.According to paragraph 1,
The partial discharge detection device is
a reference signal generator generating the reference frequency signal;
a partial discharge detection sensor that detects the partial discharge pulse signal; and
Comprising an analog signal processor that converts the partial discharge pulse signal into the partial discharge digital signal.
Partial discharge detection system.
상기 부분 방전 검출 센서는
자기 센서를 포함하는
부분 방전 검출 시스템.According to clause 8,
The partial discharge detection sensor is
containing a magnetic sensor
Partial discharge detection system.
상기 에너지 하베스팅 전원 공급 장치는
태양 에너지를 흡수하는 솔라셀;
상기 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전력 변환부; 및
상기 변환된 전기 에너지를 저장하는 2차 배터리를 포함하는
부분 방전 검출 시스템.According to paragraph 1,
The energy harvesting power supply device is
Solar cells that absorb solar energy;
a power conversion unit that converts the solar energy into electrical energy; and
Comprising a secondary battery that stores the converted electrical energy
Partial discharge detection system.
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